#/7帶電粒子在交變電場中的運(yùn)動(dòng)（二）高考頻度：★★★★☆高考頻度：★★★★☆難易程度：★★★★☆如圖甲，、是一對(duì)平行金屬板，在兩板間加有周期為的交變電壓，板電勢為0 0板電勢為0隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示。現(xiàn)有一個(gè)電子從板的小孔進(jìn)入兩板間的電場中，設(shè)電子的初速度和重力的影響均可忽略，則 W產(chǎn)I 1rq口rhT3Ti2~~52F7■ r ■ ） ■白一F 旺……J——甲 乙、若電子是在時(shí)刻進(jìn)入的，它將一直向板運(yùn)動(dòng)B若電子是在 時(shí)刻進(jìn)入的，它可能時(shí)而向板運(yùn)動(dòng)，時(shí)而向板運(yùn)動(dòng)，最后打在板上c若電子是在 時(shí)刻進(jìn)入的，它可能時(shí)而向板運(yùn)動(dòng)，時(shí)而向板運(yùn)動(dòng)，最后打在板上D若電子是在 時(shí)刻進(jìn)入的，它可能時(shí)而向板運(yùn)動(dòng)，時(shí)而向板運(yùn)動(dòng)【參考答案】【試題解析】若電子在 時(shí)刻進(jìn)入的，在一個(gè)周期內(nèi)，前半個(gè)周期受到的電場力向上，向上做加速運(yùn)動(dòng)，后半個(gè)周期受到的電場力向下，繼續(xù)向上做減速運(yùn)動(dòng)，時(shí)刻速度為零，接著周而復(fù)始，所以電子一直向板運(yùn)動(dòng)，一定會(huì)到達(dá)板，故正確；若電子是在￡時(shí)刻進(jìn)入的，在一個(gè)周期內(nèi)：在［~*，電子受到的電場力向上，向上做加速運(yùn)動(dòng)，在萬~丁內(nèi)，受到的電場力向下，繼續(xù)向上做減速運(yùn)動(dòng)，9T………，、一…,一一，一一一一….時(shí)刻速度為零，接著繼續(xù)向板運(yùn)動(dòng)，周而復(fù)始，所以電子時(shí)而向板運(yùn)動(dòng)，時(shí)而向板運(yùn)動(dòng)，最后打在板上，故正確；若電子是在工=￥時(shí)刻進(jìn)入的，與

在￡二石時(shí)刻進(jìn)入時(shí)的情況相似，在運(yùn)動(dòng)一個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)，時(shí)而向板運(yùn)動(dòng)，時(shí)而向板運(yùn)動(dòng)，總的位移向左，最后穿過板，故錯(cuò)誤；若電子是在￡=：時(shí)刻進(jìn)入的，在一個(gè)周期內(nèi)：在^~丁，電子受到的電場力向左，向左做加速運(yùn)動(dòng)，在丁~等內(nèi)，受到的電場力向右，繼續(xù)向左做減速運(yùn)動(dòng)，W丁~等內(nèi)，受到的電場力向右，繼續(xù)向左做減速運(yùn)動(dòng)，W時(shí)刻速度為零，接著周而復(fù)始，所以電子一直向板運(yùn)動(dòng)，一定不會(huì)到達(dá)板，故錯(cuò)誤?！局R(shí)補(bǔ)給】解答帶電粒子在交變電場中運(yùn)動(dòng)的思維方法（1）注重全面分析（分析受力特點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律），抓住粒子的運(yùn)動(dòng)具有周期性和在空間上具有對(duì)稱性的特征，求解粒子運(yùn)動(dòng)過程中的速度、位移、做功或確定與物理過程相關(guān)的邊界條件。（2）分析時(shí)從兩條思路出發(fā)：一是力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，根據(jù)牛頓第二定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律分析；二是功能關(guān)系。（3）此類題型一般有三種情況：一是粒子做單向直線運(yùn)動(dòng)（一般用牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解），二是粒子做往返運(yùn)動(dòng)（一般分段研究），三是粒子做偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（一般根據(jù)交變電場的特點(diǎn)分段研究）。（4）對(duì)于帶電粒子在交變電場中的運(yùn)動(dòng)問題，由于不同時(shí)間內(nèi)場強(qiáng)不同，使得帶電粒子所受的電場力不同，造成帶電粒子的運(yùn)動(dòng)情況發(fā)生變化。解決這類問題，要分段進(jìn)行分析，根據(jù)題意找出滿足題目要求的條件，從而分析求解。卷一對(duì)平行金屬板長為，兩板間距為，質(zhì)量為，電荷量為的電子從平行板左側(cè)以速度沿兩板的中線不斷進(jìn)入平行板之間，兩板間所加交變電壓如圖所示，交變電壓的周期丁=專，已知所有電子都能穿過平行板，且最大偏距的粒子剛好從極板的邊緣飛出,不計(jì)重力作用，則．所有電子都從右側(cè)的同一點(diǎn)離開電場.所有電子離開電場時(shí)速度都是0=0時(shí)刻進(jìn)入電場的電子，離開電場時(shí)動(dòng)能最大T_川、 衣D=.時(shí)刻進(jìn)入電場的電子，在兩板間運(yùn)動(dòng)時(shí)最大側(cè)位移為正￡（2018?北京師大附中高一期中）如圖所示為范圍足夠大的勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度隨時(shí)間周期性變化的圖象。當(dāng)=0時(shí)，在電場中由靜止釋放一個(gè)帶電粒子，設(shè)帶電粒子只受電場力作用，則下列說法中正確的是A帶電粒子將始終向同一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)2末帶電粒子回到原出發(fā)點(diǎn)C帶電粒子在0 內(nèi)的初、末位置間的電勢差為零02內(nèi)，電場力對(duì)帶電粒子所做的總功為零期（2018?浙江稽陽聯(lián)誼學(xué)校高三選考聯(lián)考）現(xiàn)有兩極板（）、（一），板長80板間距20c在兩板間加一周期性的直流電壓，如圖所示?，F(xiàn)有一粒子（正電，-=10m）0時(shí)刻從上極板左側(cè)邊緣水平射入兩極板間，=2X10 /重力不計(jì)，則正確的是■V

．粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡為拋物線.經(jīng)△=0.8X10s粒子速度為0.8X10．粒子能從兩板間射出fczl.若粒子要從兩板間射出，兩板間距至少為10次。fczl如圖所示，在豎直向下的勻強(qiáng)電場中有一絕緣的光滑軌道，一個(gè)帶負(fù)電的小球從斜軌上的點(diǎn)由靜止釋放，沿軌道滑下，已知小球的質(zhì)量為，電荷量為-,勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為，斜軌道的傾角為a，圓軌道半徑為，小球的重力大于受到的電場力。(1)求小球沿軌道滑下的加速度的大??；(2)若使小球通過圓軌道頂端的點(diǎn)，求點(diǎn)距水平地面的高度1至少為多大；()若小球從斜軌道2=處由靜止釋放。假設(shè)其能通過點(diǎn)，求在此過程中小球機(jī)械能的改變量。三匕！(2018?陜西省西安市長安區(qū)第一中學(xué)高一期末)如圖甲所示，空間存在水平方向的大小不變、方向周期性變化的電場，其變化規(guī)律如圖乙所示(取水平向右為正方向)。一個(gè)質(zhì)量為、電荷量為的粒子(重力不計(jì))，開始處于圖中的點(diǎn)。在=0時(shí)刻將該粒子由靜止釋放，經(jīng)過時(shí)間°，剛好運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)，且瞬時(shí)速度為零。已知電場強(qiáng)度大小為°。試求：~A甲(1)電場變化的周期應(yīng)滿足的條件；(2)a之間的距離；()若在=王時(shí)刻釋放該粒子，則經(jīng)過時(shí)間0粒子的位移為多大?【參考答案】爭BD電子迸入電通店做美牛拋運(yùn)劫，不同甘捌透人皂酒的電子晝豆方向分速度園象如明，根據(jù)圖彖的:第叔"大小等于位移可知，各個(gè)電子在受更金向的位移不全加同，款所有電子從古恒的高開電遢的性更不全相同：故A錯(cuò)誤：由圖看出，所有電子高.開電場時(shí)豎吏方向分送發(fā)n=口，速度都等于w,故B正磷：由主分析可知，電子惠開電運(yùn)時(shí)的遑度都相同：勁靠削避同，故C盤諼；E=j時(shí)刻透入電物的電子，^t=--時(shí)期世但移最大，最大例位移為Tg=2h三0上了二二-二一①，在工=。時(shí)刻進(jìn)入電場的起子鈍住移最大為%則有：*=4”以!二缸要立①②修：）四二-；故口正碣「編帶電粒子在前 處于勻加速，在第二秒內(nèi)先做勻減速后反向加速，所以不是始終向一方向運(yùn)動(dòng)，故錯(cuò)誤；帶電粒子在前 處于勻加速，在第二秒內(nèi)由于加速度大小是之前的倍，方向與之前相反，因此用去 先做勻減速接著 反向加速。所以末帶電粒子不在出發(fā)點(diǎn)，故錯(cuò)誤；帶電粒子在 內(nèi)的初、末位置間的電場力做功為零，電勢能變化為零，則電勢差為零，故正確； 內(nèi)，電場力的總沖量等于粒子的運(yùn)量變化，由于電場強(qiáng)度大小不一，所以 末速度不為零，因此總沖量不為零。粒子在內(nèi)沒有回到出發(fā)點(diǎn)，所以電場力的總功不為零，故錯(cuò)誤?！军c(diǎn)睛】本題關(guān)鍵之處是電場強(qiáng)度大小不一，導(dǎo)致加速度不一，所以失去對(duì)稱性．若電場強(qiáng)度大小相同，則帶電粒子一直同一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)。

萄D羥子的運(yùn)動(dòng)是為變?cè)鞛橛尺\(yùn)動(dòng)彩勻變退變?nèi)⑦\(yùn)動(dòng)的組合，合子的運(yùn)動(dòng)孰避不為熱朝線，改選項(xiàng)A緒：粒子的加遑度。=二-=-M-0°m;屋=10一m/s2:經(jīng)&=口.3乂103s,粒子速度為vmd0.2L- L帶人數(shù)招版褥y=4j29xio,皿1"故選項(xiàng)B結(jié)；舌般子能射出：則：￡=一=4對(duì)『冷所以燮吏住移,K，+（叫%十7K，+（叫%十7的*+（2以耳/11=54二=5工1。?h[1()T[m=0.5m,被問距？0on,所以粒子不能從兩板間射出，向下錯(cuò)；由rf=iSX^X1^+Sx(lxlWfx(lxl(Tt)+得^x(2xlW『x(lxlW)得血jm正確?！久麕燑c(diǎn)睛】此題關(guān)鍵是要搞清粒子在兩個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：水平方向是勻速運(yùn)動(dòng)，豎直方向先加速后勻速，再加速后勻速，聯(lián)系運(yùn)動(dòng)的合成知識(shí)進(jìn)行解答.韓（）——fsrn“（）R（）機(jī)械能減少量為（）由牛頓第二定律有（—）n得0ng一的口口m（）球恰能過點(diǎn)有：-E9①Jt由動(dòng)能定理知，從點(diǎn)到點(diǎn)的過程中有（一）（—）— -0②2由①②解得^i=-；-R（3）固室.瀚力傲員功:導(dǎo)致機(jī)械能城少，老等能短加，期燧和量^E=qE俄-?五）=建（5R-2R>=%甌由能量守恒定律殍機(jī)楨能減少：昱嬴少量為3qER箝CL）包⑵三三冬臼3.蛆宜^ 4田w 1?加門】經(jīng)過時(shí)間白，瞬時(shí)遑度為窣，故